第10講細(xì)胞的增殖[課標(biāo)要求]1．細(xì)胞的生長和增殖的周期性(Ⅱ)2.細(xì)胞的有絲分裂(Ⅱ)3.細(xì)胞的無絲分裂(Ⅰ)4.實驗：(1)觀察細(xì)胞的有絲分裂(2)模擬探究細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系考點一細(xì)胞的生長和增殖的周期性1．細(xì)胞不能無限長大(1)模擬探究實驗eq\a\vs4\al([提醒])該模擬探究實驗應(yīng)用的是類比推理的方法。(2)細(xì)胞不能無限長大的原因2．細(xì)胞增殖的方式及意義3．細(xì)胞增殖的周期性(1)模型eq\a\vs4\al([提醒])①只有連續(xù)分裂的細(xì)胞才有細(xì)胞周期，只分裂一次便不再分裂的細(xì)胞沒有細(xì)胞周期。②進(jìn)行減數(shù)分裂的細(xì)胞不具有細(xì)胞周期。(2)細(xì)胞周期的表示方法(1)細(xì)胞體積增大，與外界物質(zhì)交換效率提高。(×)(2)只有連續(xù)分裂的細(xì)胞才有細(xì)胞周期，進(jìn)行減數(shù)分裂的細(xì)胞不具有細(xì)胞周期。(√)(3)在細(xì)胞周期中，分裂間期持續(xù)的時間通常比分裂期持續(xù)的時間短。(×)(4)人體所有細(xì)胞的細(xì)胞周期持續(xù)時間相同。(×)(5)細(xì)胞越小，相對表面積也越小，這有利于提高物質(zhì)交換效率。(×)(6)瓊脂塊越小，NaOH擴(kuò)散到瓊脂塊的速度越快。(×)(7)能分裂的細(xì)胞均有細(xì)胞周期。(×)1．(必修1P111批判性思維)細(xì)胞體積是不是越小越好？為什么？________________________________________________________________。提示：不是。因為遺傳物質(zhì)、酶和各種細(xì)胞器都需要一定的容納空間2．(必修1P113內(nèi)文信息)細(xì)胞分裂期蛋白質(zhì)的合成很少，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：分裂期染色體中的DNA高度螺旋化，難以解旋，無法正常轉(zhuǎn)錄3．(必修1P112表6－1)據(jù)表回答下列問題：細(xì)胞類型分裂間期分裂期細(xì)胞周期蠶豆根尖分生區(qū)細(xì)胞15.32.017.3小鼠十二指腸上皮細(xì)胞13.51.815.3人的肝細(xì)胞21122人的宮頸癌細(xì)胞20.51.522不同生物細(xì)胞的細(xì)胞周期持續(xù)時間________(填“相同”“不同”或“不一定相同”，下同)，同種生物的不同細(xì)胞的細(xì)胞周期持續(xù)時間__________。提示：不一定相同不一定相同突破1細(xì)胞不能無限長大的原因核心素養(yǎng)科學(xué)探究1．(2023·福建廈門期末)下列關(guān)于“細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系”的實驗的說法，錯誤的是()A．瓊脂中的酚酞遇到NaOH呈現(xiàn)紫紅色B．瓊脂塊越小，NaOH擴(kuò)散的速率就越快C．以瓊脂塊的大小表示細(xì)胞大小D．NaOH擴(kuò)散體積與總體積比可表示細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸效率解析：選B。實驗所用的瓊脂塊上含有酚酞，NaOH和酚酞相遇，呈紫紅色，便于觀察，A正確；NaOH在不同大小的瓊脂塊中擴(kuò)散的速率相同，B錯誤；該實驗中，用瓊脂塊的大小表示細(xì)胞大小，C正確；NaOH擴(kuò)散體積與總體積之比可表示細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸效率，D正確。突破2細(xì)胞周期分析核心素養(yǎng)科學(xué)思維2.(2023·山東六校聯(lián)考)右圖表示細(xì)胞周期，下列敘述不正確的是()A．按箭頭所示方向a→a或b→b表示一個細(xì)胞周期B．染色體的平均分配發(fā)生于a→b段C．治療癌癥的途徑之一是用藥物抑制DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，從而將癌細(xì)胞的細(xì)胞周期阻斷在b→a段D．細(xì)胞中DNA含量的加倍是在b→a段，該階段可能存在染色體變異解析：選A。分析題圖可知，按箭頭所示方向b→b表示一個細(xì)胞周期，A錯誤；a→b段表示分裂期，分裂后期染色體平均分配，B正確；b→a段表示分裂間期，該時期DNA分子完成復(fù)制，含量加倍，染色體可能發(fā)生變異，將癌細(xì)胞的細(xì)胞周期阻斷在分裂間期是治療癌癥的途徑之一，C、D正確。3．(2023·甘肅酒泉一模)細(xì)胞周期分為分裂間期(G1期、S期、G2期)和分裂期(M期)，暫不分裂的休眠細(xì)胞處于G0期。研究發(fā)現(xiàn)，在細(xì)胞凋亡過程中染色體DNA發(fā)生降解。用流式細(xì)胞儀對培養(yǎng)液中的某動物細(xì)胞進(jìn)行檢測，結(jié)果如圖。下列說法不正確的是()A．乙類型細(xì)胞全都處于G1期B．培養(yǎng)過程中部分細(xì)胞發(fā)生了細(xì)胞凋亡C．丙類型細(xì)胞正在進(jìn)行DNA復(fù)制D．丙類型和丁類型細(xì)胞占比越多，說明細(xì)胞分裂越活躍解析：選A。乙類型細(xì)胞還未進(jìn)行核DNA復(fù)制，處于G1期和G0期，A錯誤；培養(yǎng)過程中部分細(xì)胞會發(fā)生細(xì)胞凋亡，B正確；丙類型細(xì)胞內(nèi)的核DNA含量在逐漸增加，推測正在進(jìn)行DNA復(fù)制，C正確；丙類型和丁類型細(xì)胞表示DNA在進(jìn)行復(fù)制，因此丙類型和丁類型細(xì)胞占比越多，細(xì)胞分裂越活躍，D正確。突破3細(xì)胞周期相關(guān)拓展核心素養(yǎng)科學(xué)思維4.(2022·浙江1月選考)某多細(xì)胞動物具有多種細(xì)胞周期蛋白(cyclin)和多種細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(CDK)，兩者可組成多種有活性的CDK-cyclin復(fù)合體，細(xì)胞周期各階段間的轉(zhuǎn)換分別受特定的CDK-cyclin復(fù)合體調(diào)控，細(xì)胞周期如圖所示，下列敘述錯誤的是()A．同一生物個體中不同類型細(xì)胞的細(xì)胞周期時間長短有差異B．細(xì)胞周期各階段的有序轉(zhuǎn)換受不同的CDK-cyclin復(fù)合體調(diào)控C．抑制某種CDK-cyclin復(fù)合體的活性可使細(xì)胞周期停滯在特定階段D．一個細(xì)胞周期中，調(diào)控不同階段的CDK-cyclin復(fù)合體會同步發(fā)生周期性變化解析：選D。由于一個細(xì)胞周期中，不同階段的變化不是同步的，故調(diào)控不同階段的CDK-cyclin復(fù)合體不會同步發(fā)生周期性變化，D錯誤。5．(2023·河南周口模擬)利用一定方法使細(xì)胞群體處于細(xì)胞周期的同一階段，稱為細(xì)胞周期同步化，下圖是動物細(xì)胞周期同步化的方法之一，下列說法正確的是()A．阻斷Ⅰ需在培養(yǎng)液中添加毒性較強(qiáng)的DNA復(fù)制抑制劑，不可逆的抑制DNA復(fù)制B．解除阻斷時應(yīng)更換正常的新鮮培養(yǎng)液，培養(yǎng)的時間應(yīng)控制在大于S即可C．只有阻斷Ⅰ處理能實驗細(xì)胞周期同步化D．培養(yǎng)液中添加適量的秋水仙素或用缺乏營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)液培養(yǎng)也能夠?qū)崿F(xiàn)動物細(xì)胞周期同步化解析：選D。據(jù)題圖分析可知，添加的DNA復(fù)制抑制劑在解除后，細(xì)胞周期正常進(jìn)行，說明是可逆的抑制DNA復(fù)制，故不能選用毒性較強(qiáng)的DNA復(fù)制抑制劑，A項錯誤；解除阻斷時，更換正常的新鮮培養(yǎng)液，培養(yǎng)的時間應(yīng)控制在大于S，小于G2＋M＋G1范圍之間，這樣大部分細(xì)胞都停留在細(xì)胞周期的G1～S期，B項錯誤；阻斷Ⅱ處理與阻斷Ⅰ相同，經(jīng)過以上處理后所有細(xì)胞都停留在細(xì)胞周期的某一時刻，從而實現(xiàn)細(xì)胞周期同步化，C項錯誤；培養(yǎng)液中添加適量的秋水仙素或用缺乏營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)液培養(yǎng)也能夠?qū)崿F(xiàn)動物細(xì)胞周期同步化，D項正確。6．(2023·陜西漢中期中)CDK1激酶是推動細(xì)胞由分裂間期(G1、S、G2)進(jìn)入分裂期(M)的關(guān)鍵蛋白，由p34cdc2蛋白和周期蛋白B結(jié)合而成，p34cdc2蛋白含量相對穩(wěn)定，周期蛋白B含量呈周期性變化如下圖。CDK1激酶可以使相關(guān)蛋白磷酸化，從而促進(jìn)染色質(zhì)凝集，核膜解聚，核仁解體。在細(xì)胞周期中，蛋白激酶CDK1的活性呈周期性的變化。下列相關(guān)敘述不正確的是()A．周期蛋白B一般在G1期的晚期開始合成，到G2期達(dá)到最大量B．CDK1激酶的活性依賴于周期蛋白B含量的積累C．G1→S→G2→M可以表示一個細(xì)胞周期D．細(xì)胞癌變后，細(xì)胞周期變短，CDK1激酶活性周期性變化消失解析：選D。由題圖可知，周期蛋白B在G1期的晚期開始合成，到G2期達(dá)到最大量，A正確；從圖中看出，當(dāng)周期蛋白B積累到一定程度時，CDK1激酶的活性開始逐漸增加，所以CDK1激酶的活性依賴于周期蛋白B含量的積累，B正確；G1→S→G2→M可以表示一個細(xì)胞周期，C正確；細(xì)胞癌變后，細(xì)胞可以無限增殖，細(xì)胞周期變短，但仍然進(jìn)行有絲分裂產(chǎn)生子代細(xì)胞，所以CDK1激酶活性仍然有周期性變化，D錯誤。eq\a\vs4\al()常和細(xì)胞周期聯(lián)系的“熱點”考點二細(xì)胞的有絲分裂和無絲分裂1．有絲分裂過程(以高等植物細(xì)胞為例)[連一連]eq\a\vs4\al([提醒])(1)赤道板是一種假想平面，不是細(xì)胞結(jié)構(gòu)，在光學(xué)顯微鏡下看不到。(2)細(xì)胞板是一種真實結(jié)構(gòu)，在光學(xué)顯微鏡下能看到，出現(xiàn)在植物細(xì)胞有絲分裂末期。(3)有絲分裂后期染色體的著絲點一分為二，是受生物體內(nèi)遺傳物質(zhì)控制的一種生理活動，不是由紡錘絲牽引所致。2．動植物細(xì)胞有絲分裂的主要區(qū)別eq\a\vs4\al([提醒])有絲分裂過程中中心體經(jīng)復(fù)制后，均等分配到兩個子細(xì)胞中，而線粒體、葉綠體等細(xì)胞器隨機(jī)、不均等分配到兩個子細(xì)胞中。3．無絲分裂的過程及特點eq\a\vs4\al([提醒])無絲分裂也為真核生物體細(xì)胞的分裂方式，不同于細(xì)菌的二分裂，不利于遺傳物質(zhì)的均等分配。(1)細(xì)胞內(nèi)染色體的存在狀態(tài)可作為判斷有絲分裂各時期的依據(jù)。(√)(2)間期細(xì)胞核的主要變化是DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。(×)(3)DNA的復(fù)制和中心粒的倍增可能發(fā)生在同一時期。(√)(4)有絲分裂后期，著絲點分裂導(dǎo)致DNA的數(shù)目是染色單體數(shù)目的兩倍。(×)(5)動植物細(xì)胞有絲分裂的不同體現(xiàn)在前期和后期。(×)(6)著絲點分裂是紡錘絲牽拉開的。(×)1．(必修1P113旁欄思考)紡錘絲起的作用是___________________________________________________________________。提示：形成紡錘體，牽拉染色體，使染色體平均分配到兩個子細(xì)胞中去2.(必修1P114圖6－7)右圖所示分裂方式有DNA復(fù)制過程嗎？沒有形成染色體和紡錘體的缺點可能是什么？____________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：有DNA復(fù)制過程。沒有形成染色體和紡錘體的缺點是不能保證遺傳物質(zhì)均分3．(析圖建模)圖甲～圖丙為有絲分裂過程中的相關(guān)曲線和圖像。(1)PQ形成的原因是________，RS形成的原因是________。(2)圖乙是________有絲分裂__________，圖丙是二倍體________有絲分裂________。(3)圖乙位于圖甲中的________段，圖丙位于圖甲中的________段。提示：(1)DNA的復(fù)制著絲點分裂(2)植物細(xì)胞前期動物細(xì)胞后期(3)QRST1．有絲分裂過程中核DNA、染色體、染色單體含量變化曲線分析(1)曲線模型一曲線解讀項目上升段的變化原因下降段的變化原因核DNA間期(S期)DNA復(fù)制，DNA數(shù)目加倍末期細(xì)胞一分為二，DNA數(shù)目減半染色體后期著絲點分裂，染色體數(shù)目加倍末期細(xì)胞一分為二，染色體數(shù)目減半染色單體間期(S期)DNA復(fù)制，染色單體形成后期著絲點分裂，姐妹染色單體分離，染色單體消失(2)曲線模型二2．根據(jù)柱狀圖判斷細(xì)胞分裂時期的規(guī)律(以二倍體生物為例)(1)根據(jù)染色單體變化判斷各時期染色單體eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(有→G2期、前期、中期（甲圖）,無→后期和末期（乙圖）、G1期（丙圖）))(2)根據(jù)比例關(guān)系判斷各時期eq\a\vs4\al(核DNA∶染色,體∶染色單體)＝eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(4n∶2n∶4n→G2期、前期、中期（甲圖）,4n∶4n∶0→后期、末期（乙圖）,2n∶2n∶0→G1期（丙圖）))突破1有絲分裂各時期的特點核心素養(yǎng)生命觀念1.(2023·江西贛州期中聯(lián)考)右圖表示真核細(xì)胞一個細(xì)胞周期中染色體的行為變化，下列有關(guān)敘述正確的是()A．姐妹染色單體的形成發(fā)生在c～d時期B．植物細(xì)胞中，d～e時期細(xì)胞中央將出現(xiàn)細(xì)胞板C．b～b可以表示一個完整的細(xì)胞周期D．細(xì)胞中的DNA含量加倍是在e～a時期，細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍是在b～c時期解析：選C。姐妹染色單體的形成發(fā)生在b～c時期，A錯誤；植物細(xì)胞分裂末期，即a～b時期，細(xì)胞中央將出現(xiàn)細(xì)胞板，B錯誤；細(xì)胞周期是指連續(xù)分裂的細(xì)胞從一次分裂完成時開始，到下一次分裂完成時為止，圖中b～b可以表示一個完整的細(xì)胞周期，C正確；細(xì)胞中的DNA含量加倍是在b～c時期(間期)，細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍是在e～a時期(后期)，D錯誤。2．(2023·湖北武漢高三聯(lián)考)下圖為動物和植物細(xì)胞的有絲分裂示意圖。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是()A．圖甲表示動物細(xì)胞分裂前期，圖乙表示植物細(xì)胞分裂后期B．⑤聚集成為赤道板，需要高爾基體參與C．甲細(xì)胞在細(xì)胞分裂間期進(jìn)行①的復(fù)制D．甲細(xì)胞在分裂前期由①發(fā)出星射線，乙細(xì)胞在分裂前期也會發(fā)生這一過程解析：選C。根據(jù)細(xì)胞壁的有無和星射線可以判斷甲細(xì)胞為動物細(xì)胞，乙細(xì)胞為高等植物細(xì)胞。根據(jù)甲細(xì)胞中有清晰的染色體，且中心體向兩極移動，發(fā)出星射線，判斷甲細(xì)胞處于分裂前期，根據(jù)乙細(xì)胞中細(xì)胞板的形成判斷其處于分裂末期，A錯誤；⑤聚集成為細(xì)胞板，而非赤道板，B錯誤；中心體的復(fù)制發(fā)生在分裂間期，C正確；高等植物細(xì)胞的紡錘體是由細(xì)胞兩極發(fā)出的紡錘絲形成的，D錯誤。eq\a\vs4\al()“三看法”界定動物和高等植物細(xì)胞有絲分裂圖像突破2有絲分裂過程中染色體、核DNA數(shù)量的變化核心素養(yǎng)科學(xué)思維3．(2021·高考全國卷乙)果蠅體細(xì)胞含有8條染色體。下列關(guān)于果蠅體細(xì)胞有絲分裂的敘述，錯誤的是()A．在間期，DNA進(jìn)行半保留復(fù)制，形成16個DNA分子B．在前期，每條染色體由2條染色單體組成，含2個DNA分子C．在中期，8條染色體的著絲點排列在赤道板上，易于觀察染色體D．在后期，成對的同源染色體分開，細(xì)胞中有16條染色體解析：選D。在后期，著絲點分裂，姐妹染色單體分開，成為2條子染色體，由星射線牽引著分別向細(xì)胞的兩極移動，染色體數(shù)目加倍為16條，成對的同源染色體分開發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期，D錯誤。4．下圖1和圖2表示有絲分裂不同時期染色體和核DNA的數(shù)量關(guān)系，下列有關(guān)敘述不正確的是()A．觀察染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時期處于圖1的CD段B．圖1中DE段的細(xì)胞染色體數(shù)目加倍，但核DNA含量不變C．圖2中a對應(yīng)圖1中的AB段，c對應(yīng)圖1中的EF段D．有絲分裂過程不會出現(xiàn)圖2中d所示的情況解析：選C。圖2中a表示有絲分裂后期、末期，對應(yīng)圖1中的EF段，c時期染色體與核DNA的數(shù)量比a時期減少一半，對應(yīng)圖1中的AB段，C項錯誤。eq\a\vs4\al()關(guān)注有絲分裂過程中的“加倍”[事實概述類]1．[2020·江蘇，T29(2)節(jié)選]細(xì)胞有絲分裂的重要意義在于通過_____________________________________________________________，保持親子代細(xì)胞之間的遺傳穩(wěn)定性。答案：染色體正確復(fù)制和平均分配2．多數(shù)抗腫瘤藥物是細(xì)胞周期特異性藥物，作用于細(xì)胞分裂間期或分裂期。長春新堿作用于分裂期，抑制癌細(xì)胞分裂，則長春新堿可能的作用機(jī)制：_________________________________________________________________。答案：抑制紡錘體形成(抑制著絲點分裂等)3．在光學(xué)顯微鏡下觀察同處于分裂末期的動物腸上皮細(xì)胞與洋蔥根尖細(xì)胞，在形態(tài)上最主要的區(qū)別是_____________________________________________________________________________________________________________。答案：動物腸上皮細(xì)胞膜向內(nèi)凹陷，細(xì)胞縊裂；洋蔥根尖細(xì)胞在細(xì)胞中央形成細(xì)胞板4．細(xì)胞周期中染色質(zhì)和染色體周期性變化的意義是____________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：有利于復(fù)制后的染色體平均分配進(jìn)入兩個子細(xì)胞中[原因分析類]5．觀察用龍膽紫溶液染色的洋蔥表皮細(xì)胞，看不到染色體的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：只有處于分裂狀態(tài)的細(xì)胞(如分生組織細(xì)胞)才能看到染色體，洋蔥表皮細(xì)胞不再進(jìn)行分裂6．G1期、S期、G2期細(xì)胞中發(fā)生的代謝反應(yīng)存在差異，其根本原因是_______________________________________________________________。答案：不同時期細(xì)胞中基因的表達(dá)存在差異(基因的選擇性表達(dá))7．選擇發(fā)育狀況相同的青蛙的胚胎細(xì)胞，均分為甲、乙兩組。甲組用含有3H標(biāo)記的尿嘧啶核糖核苷酸的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，乙組用含有3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，一段時間后，帶有放射性標(biāo)記的細(xì)胞比例比較大的是________組，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：甲活細(xì)胞都可以利用3H標(biāo)記的尿嘧啶核糖核苷酸進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，而只有分裂的細(xì)胞才能利用3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸進(jìn)行DNA復(fù)制[開放思維類]8．下圖是不同濃度氯化鎘(CdCl2)對龍葵根尖細(xì)胞有絲分裂指數(shù)(處于分裂期的細(xì)胞占細(xì)胞總數(shù)的百分比)的影響。圖中對照組中CdCl2濃度為________。對照組中有絲分裂指數(shù)只有10%左右的原因是______________________________________________________。由圖可以得出的實驗結(jié)論是_________________________________________________________________________________________________________________。答案：0分裂期占細(xì)胞周期的時間較短，故處于分裂期的細(xì)胞數(shù)目較少CdCl2能抑制龍葵根尖細(xì)胞的有絲分裂，且隨濃度升高，抑制程度增大考點三觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂1．實驗原理2．實驗步驟3．實驗關(guān)鍵實驗材料的選擇類型選取分裂期占細(xì)胞周期比例相對較大的材料部位選取分裂旺盛的部位(如根尖、莖尖的分生區(qū))時間必須在分裂旺盛的時間操作注意事項解離時間太短細(xì)胞間質(zhì)未被完全溶解，壓片時細(xì)胞不